JPH07100186B2 - 等速ジョイント外輪の製造方法とその製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車の駆動伝達装置などに用いられる等速
ジョイントの構成部品のうちカップ形状をしたジョイン
ト外輪の製造方法及びその製造装置に関する。

（従来の技術） 近年乗用自動車においては、世界的にFF（前輪駆動）車
が増加している。このFF車は床下に長いプロペラシャフ
トを配置する必要がないため、軽量で燃費が良く、居住
性が良いばかりでなく、振動・騒音が少ない等の利点を
備えている。このようなFF車の前輪は、駆動輪であると
同時に転蛇しなければならないが、この転舵によって駆
動軸の斜交角が大きくなっても回転速度が変化しないよ
うに、駆動軸と車輪軸の間に等速ジョイントＪが採用さ
れている（第７図参照）。自動車に用いられている等速
ジョイントとしては、トリポード型やバーフィールド型
などが主流となっており、前者のジョイントはコスト的
に有利であること、一方後者のジョイントは発進時の振
動が少ないことなどの長所を有し、適宜選択して使用さ
れている。

前記等速ジョイントＪは、第７図に示すように、それぞ
れボール溝１が穿設された内輪Ｎと外輪Ｇに、前記ボー
ル溝１内を転動するボールＢを係合してなり、前記外輪
Ｇは、開口部２を一端に有するカップ部Ｃと当該カップ
部Ｃの他端に形成された支軸３とから構成されている。
この等速ジョイントの外輪Ｇは、円柱状の素材に複数工
程の鍛造加工を施して粗製品を成形した後、第９図に示
すように、仕上げ加工用の鍛造型4,5により鍛造加工し
て成形される（特表昭59-501,858号公報参照）。

（発明が解決しようとする課題） ところで、第８図に示すようなトリポード型等速ジョイ
ントJtにあっては、その特有の形状、すなわち、ボール
溝間に厚肉部が存在することに基づき、カップ外面Caを
部分的に削落し、軽量化を図ることが試みられている。
図中、「６」にて示す部分が削落した部分である。

ところが、鍛造工程の仕上げ工程であるサイジング工程
において第９図に示すようなパンチ５をカップ内面Cbに
挿入してカップ外面Caをしごき加工し、この加工品を高
周波焼入れ等により熱処理すると、カップＣの開口部２
側のボール溝径ｄが小さくなり、これによって、この等
速ジョイント外輪ＧにボールＢを挿入できないという不
具合があった。また、この不具合を解消するために、多
少大きめの外径を有するパンチ５を使用してカップの開
口部をボールが挿入し得る径にしたとしても、第10図に
示すボールの常用位置７（自動車の通常運転状態におけ
るボールの転動領域）において、ボールとボール溝との
係合にがたつきが生じ、振動・騒音の発生原因になるだ
けでなく、等速ジョイントの信頼性にも支承をきたす結
果となる。

本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みてなされたもので
あり、組付性及び信頼性に優れた等速ジョイント外輪を
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための第１の発明に係る等速ジョイ
ント外輪の製造方法は、カップ内面にボール溝を有する
等速ジョイント外輪の製造方法において、前記カップ内
面の前記ボール常用位置より前記カップの開口部側に、
当該開口部方向に拡開する段差部を有するパンチを前記
カップ内面に挿入した後、前記カップ外面をダイスによ
りしごき加工し、次いでこの外輪を熱処理したことを特
徴としている。

また、上記目的を達成するための第２の発明に係る等速
ジョイント外輪の製造装置は、ボトムホルダとアッパホ
ルダとを近接離間動可能に設け、前記ボトムホルダある
いはアッパホルダのいづれか一方に、等速ジョイント外
輪のカップ内面形状に対応すると共に先端が縮径する段
差部を有するパンチを設け、他方に等速ジョイント外輪
をしごき加工するダイスを設けたことを特徴としてい
る。

（作用） このように構成した本発明にあっては、 熱処理を施す前に、カップ内面のボール常用位置より開
口部側に、開口部方向に拡開する段差部を形成したた
め、熱処理を施した状態にあっては、開口部のボール溝
径寸法がボール常用位置のボール溝径寸法に比べて小さ
くなることがなく、これによってボールの組付性及び等
速ジョイントの信頼性が向上することになる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は第２の発明の一実施例に係る等速ジョイント外
輪の製造装置を示す要部縦断面図、第２図は同装置のパ
ンチを示す斜視図、第３図は同装置により製造した等速
ジョイント外輪を示す平面図、第4,5図は第２の発明の
一実施例に係る製造方法を示す第３図のIV−IV線に沿う
要部断面図、第６図は同製造方法により製造した等速ジ
ョイント外輪のカップ内面のボール溝径の変化を測定し
た結果を示すグラフ及び等速ジョイント外輪の半断面図
である。

等速ジョイント外輪製造装置 第１図に示す本発明の実施例に係る等速ジョイント外輪
の製造装置にあっては、プレスベッド10の上にボトムホ
ルダ11を介して、パンチ12がボルト13により固着されて
いる。このパンチ12は、第２図に示すように、その中心
に前記ボルト13が挿入される通孔19が穿設され、また側
面12aの外形形状が等速ジョイント外輪のカップ内面Cb
形状に対応するように形成されており、さらに当該側面
12aの長手方向に所定の寸法の段差部20が形成されてい
る。この段差部20は、パンチ12の先端側が縮径、すなわ
ちワークであるカップＣ側で言えばカップの開口部側が
拡開するように形成されている。

段差部20の段差寸法ｌは、例えば前記カップ内面Cbの内
径ｄが35mmである場合には、約0.3mm程度が好ましく、
また、この段差部20の形成位置は、カップ内面Cbにおい
て、ボールＢが定常運転時に係合するいわゆる「ボール
常用位置７」よりもカップＣの開口部２側にあることが
好ましい。第６図に示すカップＣにおいて、前記段差部
20の境界部分21が前記ボール常用位置７よりカップＣの
支軸３側にある場合には、高周波焼入れを施した後にお
いてカップ開口部２が縮径し、ボール挿入性に効果を示
さないことになる。また、当該段差部20をボール常用位
置７に形成すると、この常用位置７の範囲内でカップ内
径寸法ｄが相違することとなり、この結果カップのボー
ル溝１とボールＢとの間にがたつきが生じることとな
る。したがって、この段差部20の拡開する始点位置21
は、ボール常用位置７とカップ開口部２との間に形成す
ることが好ましいと言える。

また、サイジング工程前のボール溝径ｄは、サイジング
加工時の歪及び高周波焼入れ時の歪が完成した等速ジョ
イント外輪Ｇのボール溝径ｄを支配する主要因であるこ
とから、前述した段差寸法ｌは、製品形状や材質、加工
条件等により、その設定寸法が異なることとなる。本実
施例において設定する段差寸法ｌは、第６図に示す高周
波焼入れ後のカップ開口部２のボール溝径の最小寸法d2
が、少なくとも高周波焼入れ後のボール常用位置７のボ
ール溝径の最大寸法d1より大きくなるようにしている。
このように、段差寸法ｌは前記諸条件を加味して前記歪
み量を測定し、予め適宜選択して決定することが好まし
い。尚、第２図に示す実施例においては、段差部20の形
成位置をパンチ12側面12aの小径部22とボール溝部23と
にしたが、前述した諸条件が成立する範囲においては、
大径部24に段差部20を形成しても良く、またそれぞれ単
独に形成しても良い。

一方、前記パンチ12の上部には、図示しない駆動源によ
り上下動し、中央部に等速ジョイント外輪Ｇを収容する
ための中空部14を有するアッパホルダ15が設けられてお
り、当該アッパホルダ15の下方面には、前記等速ジョイ
ント外輪Ｇの外面をしごき加工するテーパ貫通口を有す
るダイス16がダイスカバー26により固着されている。ま
た、前記アッパホルダ15と前記ダイス16の間に凹部17を
設け、当該凹部17内に等速ジョイント外輪Ｇをしごき加
工した後に当該ワークＧを取り出すためのノックアウト
ブロック18が半径方向摺動自在に複数周設されている。
当該ノックアウトブロック18後端と前記凹部17底面に
は、コイルスプリング25が介装され、ノックアウトブロ
ック18を前進方向に負荷させると共に、前記アッパホル
ダ15の中空部14の端部と、前記ノックアウトブロック18
先端の凹部との嵌合により、ノックアウトブロック18の
前進端を規制している。

等速ジョイント外輪の製造方法 次に、上記製造装置を用いて等速ジョイント外輪Ｇの製
造方法について、第１〜６図を参照しながら説明する。

まず、サイジング工程に搬入するいわゆる粗成形品を製
造する製造工程を説明すると、円柱状の素材を中実カッ
プ部と支軸とを形成するように前方押出加工及び据え込
み加工を施し、次いで後方押出加工によって前記中実カ
ップ部をカップ形状に形成する。

このようにして形成された前記粗成形品のカップ部Ｃ
を、第１図に示すアッパホルダ15を上昇させた状態で、
パンチ12にセットした後、前記アッパホルダ15を下降さ
せ、ダイス16によりカップ外面Caをしごき加工する（第
４図参照）。このとき、パンチ12とダイス16とに挟持さ
れたカップ部Ｃは、パンチ12の外形形状に沿って塑性変
形し、第３図に示すように、カップ内面Cbに段差部20が
形成される。さらにアッパホルダ15を下降し続けて前記
ダイス16がカップ外面Caを加工し終わる（第５図参照）
と、カップの開口部２の端面がノックアウトブロック18
に保持され、この状態からアッパホルダ15を再び上昇さ
せれば、等速ジョイント外輪Ｇは、パンチ12から取り出
されることになる。

このようにしてしごき加工を終了した等速ジョイント外
輪Ｇには、第３図に示すようにボール溝１に所定の段差
部20が形成されており、前記パンチ12の外形形状に比較
してボール溝径ｄが縮径するように塑性変形している
（第６図の「サイジング後」参照）。

次いで、等速ジョイント外輪Ｇの硬度を高めるために高
周波焼入れ等の熱処理を行う。この熱処理によって、第
６図のグラフに示すように、ボール溝径ｄがさらに縮径
することとなる（第６図の「高周波焼入れ後」参照）。
しかし、このとき、カップ開口部２の最小ボール溝径d2
が、ボール常用位置７の最大ボール溝径d1より僅かに大
きくなっていることから、後工程にて等速ジョイント内
輪Ｎを組み付ける際にボールＢの挿入性に全く問題がな
く、またボール常用位置７の範囲内のボール溝径寸法ｄ
も殆んど等しいことから、等速ジョイントを使用した際
に振動・騒音等が生じることもない。

（発明の効果） 以上述べたように本発明によれば、熱処理を施す前に形
成した段差部が、当該熱処理を施すことによりカップの
開口部とボール常用位置との内面径寸法が等しくなり、
これによってボールのジョイント外輪への組付性が向上
すると共に、ボールとカップとの係合が好適となって、
等速ジョイントの信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２の発明の一実施例に係る等速ジョイント外
輪の製造装置を示す要部縦断面図、 第２図は同装置のパンチを示す斜視図、 第３図は同装置により製造した等速ジョイント外輪を示
す平面図、 第4,5図は第２の発明の一実施例に係る製造方法を示す
要部断面図、 第６図は同製造方法により製造した等速ジョイント外輪
のカップ内面のボール溝径の変化を測定した結果を示す
グラフ及び等速ジョイント外輪の半断面図、 第７図は従来の自動車に用いられている等速ジョイント
を示す断面図、 第８図は同ジョイントを示す正面図、 第９図は従来の等速ジョイント外輪の製造方法を示す要
部断面図、 第10図は同ジョイントのカップ内面のボール溝径の変化
を測定した結果を示すグラフ及び等速ジョイント外輪の
半断面図である。 １…ボール溝、２…開口部、７…ボール常用位置、11…
ボトムホルダ、12…パンチ、15…アッパホルダ、16…ダ
イス、20…段差部、Ｂ…ボール、Ｃ…カップ、Ca…カッ
プ外面、Cb…カップ内面、Ｇ…等速ジョイント外輪。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カップ内面にボール溝を有する等速ジョイ
   ント外輪の製造方法において、前記カップ内面の前記ボ
   ール常用位置より前記カップの開口部側に、当該開口部
   方向に拡開する段差部を有するパンチを前記カップ内面
   に挿入した後、前記カップ外面をダイスによりしごき加
   工し、次いでこの外輪を熱処理したことを特徴とする等
   速ジョイント外輪の製造方法。
2. 【請求項２】ボトムホルダとアッパホルダとを近接離間
   動可能に設け、前記ボトムホルダあるいはアッパホルダ
   のいづれか一方に、等速ジョイント外輪のカップ内面形
   状に対応すると共に先端が縮径する段差部を有するパン
   チを設け、他方に等速ジョイント外輪をしごき加工する
   ダイスを設けてなる等速ジョイント外輪の製造装置。